「授乳中の」鳩作物の組織学的およびグローバルな遺伝子発現分析

背景：男性と女性の両方のハトは、若者の栄養のために作物に栄養溶液を生成する能力を持っています。栄養溶液の生産は哺乳類の授乳に例えられているため、製品は鳩の「牛乳」と呼ばれています。ハトの「牛乳」がピガオンスクワブの成長と発達に不​​可欠であることが示されており、それがなければ繁栄できません。研究では、鳩の「牛乳」の栄養価を調査していますが、それが何であるか、どのように生産されているのかについてはほとんど知られていません。この研究の目的は、「授乳中の」作物における遺伝子発現を研究することにより、プロセスに対する洞察を得ることを目的としています。 結果：「授乳」と「泌乳中の「作物」の巨視的な比較は、「授乳」作物が肥大して肥厚していることを明らかにしています。これは、上皮の基底層から固有層まで伸びるreteペグの数と深さの増加、および胚層が表面上皮への広範な増殖と折り畳みによって、組織学的に特徴付けられました。「授乳中の」作物と非「乳酸作物」とのグローバルな遺伝子発現プロファイルの比較は、542個の遺伝子が「授乳」作物で上方制御され、639個の遺伝子がダウンレギュレートされていることを示しました。経路分析により、「授乳」作物で上方制御された遺伝子がメラニン細胞の増殖、細胞外マトリックス受容体相互作用、接着接合部、翼のない（WNT）シグナル伝達経路の増殖に関与していることが明らかになりました。遺伝子オントロジー分析により、抗酸化反応と微小管輸送が「授乳」作物に濃縮されることが示されました。 結論：「授乳」中のハト作物上皮には、抗酸化タンパク質をコードする遺伝子の局所的な細胞ストレスと発現につながるハトの作物上皮に過形成反応があります。鳩の「牛乳」を形成する分化した角質化された細胞は、ケラチノサイト系統であり、非常に低密度リポタンパク質（VLDL）としてエンドサイトーシス化され、微小管によって細胞内に輸送される小胞のトリグリセリドとして再パッケージ化されているトリグリセリドを含んでいます。このメカニズムは、哺乳類の牛乳」が哺乳類の牛乳と同様の機能を果たしているが、異なるメカニズムによって生成されるため、哺乳類の授乳と類似したシステムの進化の興味深い例です。

BACKGROUND: Both male and female pigeons have the ability to produce a nutrient solution in their crop for the nourishment of their young. The production of the nutrient solution has been likened to lactation in mammals, and hence the product has been called pigeon 'milk'. It has been shown that pigeon 'milk' is essential for growth and development of the pigeon squab, and without it they fail to thrive. Studies have investigated the nutritional value of pigeon 'milk' but very little else is known about what it is or how it is produced. This study aimed to gain insight into the process by studying gene expression in the 'lactating' crop. RESULTS: Macroscopic comparison of 'lactating' and non-'lactating' crop reveals that the 'lactating' crop is enlarged and thickened with two very obvious lateral lobes that contain discrete rice-shaped pellets of pigeon 'milk'. This was characterised histologically by an increase in the number and depth of rete pegs extending from the basal layer of the epithelium to the lamina propria, and extensive proliferation and folding of the germinal layer into the superficial epithelium. A global gene expression profile comparison between 'lactating' crop and non-'lactating' crop showed that 542 genes are up-regulated in the 'lactating' crop, and 639 genes are down-regulated. Pathway analysis revealed that genes up-regulated in 'lactating' crop were involved in the proliferation of melanocytes, extracellular matrix-receptor interaction, the adherens junction and the wingless (wnt) signalling pathway. Gene ontology analysis showed that antioxidant response and microtubule transport were enriched in 'lactating' crop. CONCLUSIONS: There is a hyperplastic response in the pigeon crop epithelium during 'lactation' that leads to localised cellular stress and expression of antioxidant protein-encoding genes. The differentiated, cornified cells that form the pigeon 'milk' are of keratinocyte lineage and contain triglycerides that are likely endocytosed as very low density lipoprotein (VLDL) and repackaged as triglyceride in vesicles that are transported intracellularly by microtubules. This mechanism is an interesting example of the evolution of a system with analogies to mammalian lactation, as pigeon 'milk' fulfils a similar function to mammalian milk, but is produced by a different mechanism.